Published September 21, 2012
| Version v1
Publication
Open
Molecular Basis for Involvement of CYP1B1 in MYOC Upregulation and Its Potential Implication in Glaucoma Pathogenesis
Creators
- 1. Indian Institute of Chemical Biology
Description
CYP1B1 has been implicated in primary congenital glaucoma with autosomal recessive mode of inheritance. Mutations in CYP1B1 have also been reported in primary open angle glaucoma (POAG) cases and suggested to act as a modifier of the disease along with Myocilin (MYOC). Earlier reports suggest that over-expression of myocilin leads to POAG pathogenesis. Taken together, we propose a functional interaction between CYP1B1 and myocilin where 17β estradiol acts as a mediator. Therefore, we hypothesize that 17β estradiol can induce MYOC expression through the putative estrogen responsive elements (EREs) located in its promoter and CYP1B1 could manipulate MYOC expression by metabolizing 17β estradiol to 4-hydroxy estradiol, thus preventing it from binding to MYOC promoter. Hence any mutation in CYP1B1 that reduces its 17β estradiol metabolizing activity might lead to MYOC upregulation, which in turn might play a role in glaucoma pathogenesis. It was observed that 17β estradiol is present in Human Trabecular Meshwork cells (HTM) and Retinal Pigment Epithelial cells (RPE) by immunoflouresence and ELISA. Also, the expression of enzymes related to estrogen biosynthesis pathway was observed in both cell lines by RT-PCR. Subsequent evaluation of the EREs in the MYOC promoter by luciferase assay, with dose and time dependent treatment of 17β estradiol, showed that the EREs are indeed active. This observation was further validated by direct binding of estrogen receptors (ER) on EREs in MYOC promoter and subsequent upregulation in MYOC level in HTM cells on 17β estradiol treatment. Interestingly, CYP1B1 mutants with less than 10% enzymatic activity were found to increase the level of endogenous myocilin in HTM cells. Thus the experimental observations are consistent with our proposed hypothesis that mutant CYP1B1, lacking the 17β estradiol metabolizing activity, can cause MYOC upregulation, which might have a potential implication in glaucoma pathogenesis.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تورط CYP1B1 في الجلوكوما الخلقية الأولية مع وضع وراثي متنحي جسدي. كما تم الإبلاغ عن طفرات في CYP1B1 في حالات DrDeramus (POAG) ذات الزاوية المفتوحة الأولية واقترحت أن تعمل كمعدل للمرض جنبًا إلى جنب مع Myocilin (MYOC). تشير التقارير السابقة إلى أن الإفراط في التعبير عن الميوسيلين يؤدي إلى التسبب في الإصابة بمرض POAG. نقترح معًا تفاعلًا وظيفيًا بين CYP1B1 والميوسيلين حيث يعمل 17 β استراديول كوسيط. لذلك، نفترض أن 17 β استراديول يمكن أن يحفز تعبير MYOC من خلال العناصر المستجيبة لهرمون الاستروجين المفترضة (EREs) الموجودة في مروجها ويمكن لـ CYP1B1 التلاعب بتعبير MYOC عن طريق استقلاب 17 β استراديول إلى 4 -هيدروكسي استراديول، وبالتالي منعه من الارتباط بمروج MYOC. وبالتالي فإن أي طفرة في CYP1B1 تقلل من نشاط استقلاب استراديول 17 β قد تؤدي إلى إعادة تنظيم MYOC، والذي قد يلعب بدوره دورًا في التسبب في الجلوكوما. لوحظ أن 17 β استراديول موجود في خلايا الشبكة الترابيقية البشرية (HTM) والخلايا الظهارية الصباغية الشبكية (RPE) عن طريق المناعة المناعية وإليسا. كما لوحظ التعبير عن الإنزيمات المتعلقة بمسار التخليق الحيوي للإستروجين في كلا خطي الخلية بواسطة RT - PCR. أظهر التقييم اللاحق لـ EREs في محفز MYOC عن طريق اختبار لوسيفيراز، مع العلاج المعتمد على الجرعة والوقت لـ 17 β استراديول، أن EREs نشطة بالفعل. تم التحقق من صحة هذه الملاحظة بشكل أكبر من خلال الربط المباشر لمستقبلات هرمون الاستروجين (ER) على ERES في معزز MYOC وإعادة التنظيم اللاحقة في مستوى MYOC في خلايا HTM على علاج 17 β استراديول. ومن المثير للاهتمام، تم العثور على طفرات CYP1B1 مع نشاط إنزيمي أقل من 10 ٪ لزيادة مستوى الميوسيلين الداخلي في خلايا HTM. وبالتالي فإن الملاحظات التجريبية تتفق مع فرضيتنا المقترحة بأن CYP1B1 المتحول، الذي يفتقر إلى نشاط استقلاب استراديول 17 β، يمكن أن يتسبب في إعادة تنظيم MYOC، مما قد يكون له تأثير محتمل في التسبب في الجلوكوما.Translated Description (French)
Le CYP1B1 a été impliqué dans le glaucome congénital primaire avec un mode de transmission autosomique récessif. Des mutations du CYP1B1 ont également été rapportées dans des cas de glaucome primitif à angle ouvert (GPAO) et ont suggéré d'agir comme modificateur de la maladie avec la myociline (MYOC). Des rapports antérieurs suggèrent que la surexpression de la myociline conduit à la pathogenèse du POAG. Ensemble, nous proposons une interaction fonctionnelle entre le CYP1B1 et la myociline où le 17β estradiol agit comme médiateur. Par conséquent, nous émettons l'hypothèse que le 17β-œstradiol peut induire l'expression de MYOC par le biais des éléments putatifs sensibles aux œstrogènes (ERE) situés dans son promoteur et que le CYP1B1 pourrait manipuler l'expression de MYOC en métabolisant le 17β-œstradiol en 4-hydroxy-œstradiol, l'empêchant ainsi de se lier au promoteur de MYOC. Par conséquent, toute mutation du CYP1B1 qui réduit son activité de métabolisation de l'estradiol 17β pourrait entraîner une régulation à la hausse de MYOC, qui pourrait à son tour jouer un rôle dans la pathogenèse du glaucome. Il a été observé que le 17β estradiol est présent dans les cellules trabéculaires humaines (HTM) et les cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes (RPE) par immunoflorescence et ELISA. De plus, l'expression d'enzymes liées à la voie de biosynthèse des œstrogènes a été observée dans les deux lignées cellulaires par RT-PCR. L'évaluation ultérieure des ERE dans le promoteur MYOC par dosage de la luciférase, avec un traitement dépendant de la dose et du temps de l'estradiol 17β, a montré que les ERE sont bien actives. Cette observation a en outre été validée par la liaison directe des récepteurs aux œstrogènes (RE) sur les ERE dans le promoteur MYOC et la régulation positive ultérieure du taux de MYOC dans les cellules HTM sous traitement à l'œstradiol 17β. Il est intéressant de noter que les mutants du CYP1B1 ayant une activité enzymatique inférieure à 10 % ont augmenté le niveau de myociline endogène dans les cellules HTM. Ainsi, les observations expérimentales sont cohérentes avec notre hypothèse proposée selon laquelle le CYP1B1 mutant, dépourvu de l'activité de métabolisation de l'estradiol 17β, peut provoquer une régulation positive du MYOC, ce qui pourrait avoir une implication potentielle dans la pathogenèse du glaucome.Translated Description (Spanish)
El CYP1B1 se ha implicado en el glaucoma congénito primario con modo de herencia autosómico recesivo. También se han informado mutaciones en CYP1B1 en casos de glaucoma primario de ángulo abierto (POAG) y se ha sugerido que actúa como modificador de la enfermedad junto con Myocilin (MYOC). Informes anteriores sugieren que la sobreexpresión de miocilina conduce a la patogénesis de POAG. En conjunto, proponemos una interacción funcional entre CYP1B1 y miocilina donde el 17β estradiol actúa como mediador. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que el 17β estradiol puede inducir la expresión de MYOC a través de los supuestos elementos sensibles al estrógeno (ERE) ubicados en su promotor y CYP1B1 podría manipular la expresión de MYOC al metabolizar el 17β estradiol a 4-hidroxiestradiol, evitando así que se una al promotor de MYOC. Por lo tanto, cualquier mutación en CYP1B1 que reduzca su actividad metabolizadora de 17β estradiol podría conducir a la regulación positiva de MYOC, que a su vez podría desempeñar un papel en la patogénesis del glaucoma. Se observó que el 17β estradiol está presente en las células de la malla trabecular humana (HTM) y en las células epiteliales del pigmento retiniano (RPE) por inmunofluorescencia y ELISA. Además, se observó la expresión de enzimas relacionadas con la vía de biosíntesis de estrógenos en ambas líneas celulares mediante RT-PCR. La evaluación posterior de los ERE en el promotor MYOC mediante el ensayo de luciferasa, con tratamiento dependiente de la dosis y el tiempo de 17β estradiol, mostró que los ERE son realmente activos. Esta observación se validó adicionalmente mediante la unión directa de receptores de estrógeno (ER) en ERE en el promotor MYOC y la posterior regulación positiva en el nivel de MYOC en células HTM en el tratamiento con 17β estradiol. Curiosamente, se descubrió que los mutantes de CYP1B1 con menos del 10% de actividad enzimática aumentan el nivel de miocilina endógena en las células HTM. Por lo tanto, los resultados experimentales son consistentes con nuestra hipótesis propuesta de que el mutante CYP1B1, que carece de la actividad metabolizadora del 17β estradiol, puede causar la regulación positiva de MYOC, lo que podría tener una implicación potencial en la patogénesis del glaucoma.Files
journal.pone.0045077&type=printable.pdf
Files
(944.6 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b63ca52cb574b0c7bdd135bd2da259f2
|
944.6 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الأساس الجزيئي لإشراك CYP1B1 في رفع مستوى MYOC وآثاره المحتملة في التسبب في الجلوكوما
- Translated title (French)
- Molecular Basis for Involvement of CYP1B1 in MYOC Upregulation and Its Potential Implication in Glaucoma Pathogenesis
- Translated title (Spanish)
- Bases moleculares para la participación de CYP1B1 en la regulación positiva de MYOC y su posible implicación en la patogénesis del glaucoma
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2016064932
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0045077
References
- https://openalex.org/W1498435823
- https://openalex.org/W1503663435
- https://openalex.org/W1506156615
- https://openalex.org/W1576116834
- https://openalex.org/W1577116496
- https://openalex.org/W1598181185
- https://openalex.org/W1786886910
- https://openalex.org/W1984670858
- https://openalex.org/W1989790196
- https://openalex.org/W1996005642
- https://openalex.org/W2011591334
- https://openalex.org/W2011647356
- https://openalex.org/W2032281215
- https://openalex.org/W2032890964
- https://openalex.org/W2037999001
- https://openalex.org/W2064417092
- https://openalex.org/W2078477574
- https://openalex.org/W2079962716
- https://openalex.org/W2085037551
- https://openalex.org/W2086601063
- https://openalex.org/W2089873328
- https://openalex.org/W2100159037
- https://openalex.org/W2108508026
- https://openalex.org/W2109781947
- https://openalex.org/W2110310702
- https://openalex.org/W2114725993
- https://openalex.org/W2123215356
- https://openalex.org/W2124334570
- https://openalex.org/W2128088040
- https://openalex.org/W2129856680
- https://openalex.org/W2133960674
- https://openalex.org/W2135383291
- https://openalex.org/W2141595657
- https://openalex.org/W2142011909
- https://openalex.org/W2144645229
- https://openalex.org/W2154886355
- https://openalex.org/W2158230021
- https://openalex.org/W2162862482
- https://openalex.org/W2233365585
- https://openalex.org/W2313869316
- https://openalex.org/W2412739496